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JPS5917434B2 - electronic musical instruments - Google Patents
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JPS5917434B2 - electronic musical instruments - Google Patents

electronic musical instruments

Info

Publication number
JPS5917434B2
JPS5917434B2 JP52123159A JP12315977A JPS5917434B2 JP S5917434 B2 JPS5917434 B2 JP S5917434B2 JP 52123159 A JP52123159 A JP 52123159A JP 12315977 A JP12315977 A JP 12315977A JP S5917434 B2 JPS5917434 B2 JP S5917434B2
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JP
Japan
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amplitude
harmonic
signal
memory
value
Prior art date
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JP52123159A
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Japanese (ja)
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JPS5456814A (en
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昌信 知花
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Nippon Gakki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Gakki Co Ltd
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Publication date
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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、操作鍵音高に対応した基本波(基音)およ
びその高調波成分(倍音)を発生させ、この基本波およ
び高調波成分をそれぞれ対応する振幅係数によつて重み
付けした後それらを加算することによつて楽音を形成す
る高調波合成方式の 。
[Detailed Description of the Invention] This invention generates a fundamental wave (fundamental tone) and its harmonic components (overtones) corresponding to the pitch of an operating key, and generates the fundamental wave and harmonic components by corresponding amplitude coefficients. This is a harmonic synthesis method that forms musical tones by weighting and adding them together.

電子楽器の改良に関し、特に上記振幅係数を時間的に変
化させることによつて、自然性のある豊かかな楽音が得
られるようにした電子楽器に関するものである。A 従
来技術の説明 高調波合成方式の電子楽器としては、楽音波形5 の連
続するサンプル点における振幅値を(1)式にもとずい
て順次計算することにより楽音を得るようにしたものが
ある。
The present invention relates to improvements in electronic musical instruments, and particularly to electronic musical instruments that can produce natural and rich musical tones by temporally varying the amplitude coefficient. A. Description of the Prior Art Some harmonic synthesis electronic musical instruments obtain musical tones by sequentially calculating amplitude values at successive sample points of a musical sound waveform 5 based on equation (1). .

1027c X0(qR)=ΣCnSin−nqR・・・・・・・・
・(1)n■1W(q=1、2、・・ ・・ ・ ・・
・ ・ )ここで、15Xo(qR)・・・・・・・・
・楽音波形の各サンプル点における波形振幅値。
1027c X0(qR)=ΣCnSin−nqR・・・・・・・・・
・(1) n ■ 1W (q=1, 2, ・ ・ ・ ・ ・
・ ・ ) Here, 15Xo (qR)・・・・・・・・・
- Waveform amplitude value at each sample point of the musical waveform.

R・・・・・・・・・発生楽音の周波数(音高)に比例
した数値(以下、周波数ナンバと称す)。
R: A numerical value proportional to the frequency (pitch) of a generated musical tone (hereinafter referred to as a frequency number).

n ・・・・・・・・・基本波を含む高調波成分の次数
を表わし、ク0n■1は基本波(基音)、n=2は第2
高調波(第2倍音)、n=3は第3高調波(第3倍音)
・・・・・・・・・に対応する。
n ・・・・・・Represents the order of harmonic components including the fundamental wave, where 0n■1 is the fundamental wave (fundamental tone), n=2 is the second
Harmonic (2nd harmonic), n=3 is 3rd harmonic (3rd harmonic)
Corresponds to...

Cn・・・・・・・・・各次数の高調波成分に対する振
幅係数(フーリエ係数)。
Cn......Amplitude coefficient (Fourier coefficient) for harmonic components of each order.

ク5N・・・・・・・・・楽音波形のサンプル点の数。5N・・・・・・Number of sample points of musical sound waveform.

W・・・・・・・・・各サンプル点における振幅計算に
含まれる高調波(倍音)の数。W=N/2の関係がある
。この高調波合成方式による電子楽器は、例えば?0
第1図に示すように構成されている。
W: Number of harmonics included in amplitude calculation at each sample point. There is a relationship of W=N/2. What is an example of an electronic musical instrument using this harmonic synthesis method? 0
It is constructed as shown in FIG.

同図に於いて、1は鍵盤部に設けられたキースイッチ回
路であつて、鍵盤部の各鍵に対応したキースイッチを有
し、ある鍵が押鍵されると対応するキースイッチが動作
し、その出力線に論理値゛1 ″の信号を15出力する
ように構成されている。このキースイッチ回路1には単
音優先回路が内蔵されており、同時に2個以上のキース
イッチが動作した場合、優先順位の高いキースイツチに
対応する出力線にのみSl2信号が出力されるようにな
つている。キースイツチ回路1の各キースイツチに対応
する出力線は、各鍵の音高に対応した周波数ナンバRが
記憶されている周波数ナンバメモリ2の入力側に接続さ
れており、ある鍵が押鍵されるとキースイツチ回路1の
出力によつてアドレスされて周波数ナンバメモリ2から
その鍵の音高に対応した周波数ナンバRが読み出される
。一方、クロツク発振器3は一定周期のクロツクパルス
Tcを出力しており、このクロツクパルスTcはカウン
タ4に於(・てw分周されて計算区間タイミング信号T
xとなる。
In the figure, 1 is a key switch circuit provided in the keyboard section, which has key switches corresponding to each key on the keyboard section, and when a certain key is pressed, the corresponding key switch operates. , is configured to output 15 signals of logical value "1" to its output line.This key switch circuit 1 has a built-in single tone priority circuit, and if two or more key switches operate at the same time, , the Sl2 signal is output only to the output line corresponding to the key switch with a high priority.The output line corresponding to each key switch of the key switch circuit 1 has a frequency number R corresponding to the pitch of each key. It is connected to the input side of the stored frequency number memory 2, and when a certain key is pressed, it is addressed by the output of the key switch circuit 1 and the frequency corresponding to the pitch of that key is sent from the frequency number memory 2. The number R is read out. On the other hand, the clock oscillator 3 outputs a clock pulse Tc of a constant period, and this clock pulse Tc is divided by w by the counter 4 and is used as a calculation interval timing signal T.
It becomes x.

この場合、「W」は合成しようとする高調波の総数であ
つて、例えば合成しようとする高調波の総数であつて、
例えば第16高調波まで合成する場合は「W=16」と
なる。このようにして作られた計算区間タイミング信号
欲はゲート5に供給される。このゲート5は計算区間タ
イミング信号欲が供給される毎にゲートを開〜・て周波
数ナンバメモリ2から出力される周波数ナンバRを音程
区間加算器6に供給する。音程区間加算器6はゲート5
を介して周波数ナンバRが供給される毎(すなわち計算
区間タイミング信号Txが発生する毎)に該周波数ナン
バRを累算して1R12R、3R・・・・・・・・・と
増加する累算値QRを出力する。そして、累算値QRが
該加算器6のモジユロ(法)Nを超えるとオーバフロー
してオールゼロとなり、以後は計算区間タイミング信号
Txが発生される毎に再び同様な累算動作が行なわれる
In this case, "W" is the total number of harmonics to be synthesized, for example, the total number of harmonics to be synthesized,
For example, when combining up to the 16th harmonic, "W=16". The calculation interval timing signal generated in this manner is supplied to the gate 5. This gate 5 opens the gate every time the calculation interval timing signal is supplied, and supplies the frequency number R output from the frequency number memory 2 to the pitch interval adder 6. The pitch section adder 6 is connected to the gate 5.
Every time the frequency number R is supplied via the (that is, every time the calculation interval timing signal Tx is generated), the frequency number R is accumulated and increases as 1R12R, 3R, etc. Outputs the value QR. When the accumulated value QR exceeds the modulus N of the adder 6, it overflows and becomes all zero, and thereafter, the same accumulation operation is performed again every time the calculation interval timing signal Tx is generated.

このように、計算区間タイミング信号Txの発生毎に変
化する累算値QRは、クロツクパルスTcによつてゲー
ト制御されるゲート7を介して高調波区間加算器8に供
給される。この場合、クロツクパルスTcは計算区間タ
イミング信号TXf)w倍の周波数を有しているために
、計算区間タイミング信号Txの1周期間にゲート7は
w回開かれることになる。この結果、高調波区間加算器
8はクロツクパルスTcの発生毎にゲート7から出力さ
れる累算値QRを順次加算してその累算値NqRを出力
する。そして、w回の累算が完了すると、計算区間タイ
ミング信号Txによつてセツトされ、以後同様な動作を
行なう。従つて、この高調波区間加算器8は、計算区間
タイミング信号Txの1周期の間にクロツクパルスTc
にしたがつて順次増加する累算値NqR(n=1、2、
3・・・・・・・・・)を発生していることになる。こ
の累算値NqRは、メモリ・アドレス・デコーダ9に於
いてデコードされ、このデコード出力が正弦波波形1周
期の各サンプル点振幅値を各アドレスに記憶している正
弦関数メモリ10にアドレス信号として供給され、該メ
モリ10から正弦振幅値7L sinτWnqRを読み出す。
Thus, the accumulated value QR, which changes with each occurrence of the calculation interval timing signal Tx, is supplied to the harmonic interval adder 8 via the gate 7 which is gated by the clock pulse Tc. In this case, since the clock pulse Tc has a frequency w times the calculation interval timing signal TXf), the gate 7 is opened w times during one cycle of the calculation interval timing signal Tx. As a result, the harmonic section adder 8 sequentially adds the cumulative value QR output from the gate 7 every time the clock pulse Tc occurs, and outputs the cumulative value NqR. When the w times of accumulation are completed, it is set by the calculation interval timing signal Tx, and the same operation is performed thereafter. Therefore, this harmonic interval adder 8 outputs the clock pulse Tc during one period of the calculation interval timing signal Tx.
The accumulated value NqR (n=1, 2,
3......) is occurring. This accumulated value NqR is decoded in the memory address decoder 9, and the decoded output is sent as an address signal to the sine function memory 10, which stores the amplitude value of each sample point of one period of the sine wave waveform in each address. The sine amplitude value 7L sinτWnqR is read out from the memory 10.

上記の説明から明らかなように、音程区間加算器6の累
算値QRは、楽音波形振幅の計算すべきサンプル点を示
し、また高調波区間加算器8の累算値NqRは現在計算
中のサンプル点QRにおけるn次高調波の位相を表わす
ことになる。
As is clear from the above explanation, the cumulative value QR of the pitch interval adder 6 indicates the sample point at which the musical waveform amplitude is to be calculated, and the cumulative value NqR of the harmonic interval adder 8 indicates the sample point at which the musical waveform amplitude is to be calculated. It represents the phase of the n-th harmonic at the sample point QR.

この結果正弦関数メモリ10からは当該サンプル点QR
における各高調波(基本波を含む)の正弦振幅値Sin
−NqR(n=1、2゜・゜・・・・・・W)が基本波
、1X1第1高調波、・・・・・・・・・の順で順次発
生される。
As a result, from the sine function memory 10, the sample point QR
The sine amplitude value Sin of each harmonic (including the fundamental wave) in
-NqR (n=1, 2°, . . . . W) is sequentially generated in the order of fundamental wave, 1X1 first harmonic, . . . .

この場合、計算されるサンプル点は計算区間タイミング
信号Txの発生毎に順次移行していくものであるが、次
にどのサンプル点に移行すべきかは周波数ナンバRによ
つて決まるものであり、この周波数ナンバRは操作鍵の
音高に比例したものである。したがつて、正弦関数メモ
リ10からは操作鍵の音高に対応した基本波およびその
高調波の正弦振IL幅値(Sin−NqR)が順次時分
割的に発生されτTrる。
In this case, the sample points to be calculated shift sequentially every time the calculation interval timing signal Tx is generated, but which sample point to shift to next is determined by the frequency number R. The frequency number R is proportional to the pitch of the operating key. Therefore, the sine amplitude IL width value (Sin-NqR) of the fundamental wave and its harmonics corresponding to the pitch of the operating key are sequentially generated from the sine function memory 10 in a time-sharing manner τTr.

一方、メモリアドレス制御装置11はモジユロ(法)W
のカウンタによつて構成されており、カウンタ4に同期
してクロツクパルスTcを順次カウントしてそのカウン
ト値を高調波係数メモリ12にアドレス信号として出力
する。
On the other hand, the memory address control device 11 is modulo W.
The clock pulse Tc is sequentially counted in synchronization with the counter 4, and the count value is outputted to the harmonic coefficient memory 12 as an address signal.

高調波係数メモリ12には、所望の楽音音色を得るため
に最適な各高調波の振幅値に対応した高調波振幅係数C
nが各アドレスに記憶されており、メモリアドレス制御
装置11からクロツクパルスTcに同期してカウントア
ツプするアドレス信号が供給されると、各アドレスに記
憶されている基本波およびその各高調波の振幅を設定す
る高調波振幅係数Cnが順次読み出される。この高調波
振幅係数Cnは係数スケーラ13に於℃・て、後述する
エンンベロープ信号EBと乗算された後、高調波振幅係
数Cゴとして高調波振幅乗算器14に出力される。高調
波振幅乗算器14は、正弦関数メモリ10から各サンプ
ル点毎に時分割的に読み出される基本波およびその各高
調波の正弦振幅値π Sin−JカモVNqRと各高調波別に設定された高調波
振幅係数Cゴを乗算して各振幅を振幅係数によつてπ重
み付けした後、その乗算値Fn−Cn′Sin−NqR
Wを累算器15に供給する。
The harmonic coefficient memory 12 stores a harmonic amplitude coefficient C corresponding to the optimum amplitude value of each harmonic in order to obtain a desired musical timbre.
n is stored in each address, and when an address signal that counts up in synchronization with the clock pulse Tc is supplied from the memory address control device 11, the amplitude of the fundamental wave and its harmonics stored in each address is calculated. The harmonic amplitude coefficients Cn to be set are sequentially read out. This harmonic amplitude coefficient Cn is multiplied by an envelope signal EB, which will be described later, in a coefficient scaler 13 at a temperature of 0.degree. C., and then outputted to a harmonic amplitude multiplier 14 as a harmonic amplitude coefficient Cg. The harmonic amplitude multiplier 14 calculates the sine amplitude value π Sin-J of the fundamental wave and its harmonics read out in a time-division manner for each sample point from the sine function memory 10 and the harmonics set for each harmonic. After multiplying the wave amplitude coefficient Cgo and weighting each amplitude by the amplitude coefficient, the multiplication value Fn-Cn'Sin-NqR
W is supplied to the accumulator 15.

この場合、高調波区間加算器8とメモリアドレス制御装
置11は互に同期しているために、各高調波別に順次読
み出される高調波振幅係数Cn′が対応する高調波正弦
振幅侍値Sin−NqRに乗算され、これによつて各高
調1XI波別の振幅値Fnの設定が行なわれる。
In this case, since the harmonic section adder 8 and the memory address control device 11 are synchronized with each other, the harmonic amplitude coefficient Cn' sequentially read out for each harmonic is the corresponding harmonic sine amplitude value Sin-NqR. This sets the amplitude value Fn for each harmonic 1XI wave.

累算器15は高調波振幅乗算器14から出力される各高
調波別の振幅値Fnを順次累算する。そして、計算区間
タイミング信号Txが発生されると、ゲート16が開い
て累算器15の累算値(楽音波形のあるサンプル点にお
ける振幅値を表わしている)をD−A変換器17に出力
するとともに、累算器15がりセツトされて次の楽音波
形サンプル点における振幅値計算のために再び前述と同
様な累算動作を行なう。従つて、D−A変換器17には
、押下鍵の音高に対応した楽音波形の各サンプル点にお
ける基本波およびその各高調波の振幅設定された振幅値
の累算値が計算区間タイミング信号Txの発生毎に供給
されることになり、この累算値をアナログ信号に変換し
てサウンドシステム18に供給することにより押下鍵に
対応した音高でかつ高調波係数メモリ12に記憶させた
各高調波の振幅比率を設定する高調波振幅係数Cnに対
応した音色の楽音が発生される。一方、発生楽音に対す
る振幅エンベロープの付与は次のようにして行なわれて
いる。
The accumulator 15 sequentially accumulates the amplitude value Fn of each harmonic output from the harmonic amplitude multiplier 14. When the calculation interval timing signal Tx is generated, the gate 16 opens and the accumulated value of the accumulator 15 (representing the amplitude value at a certain sample point of the musical waveform) is output to the D-A converter 17. At the same time, the accumulator 15 is reset and the same accumulation operation as described above is performed again in order to calculate the amplitude value at the next musical waveform sample point. Therefore, the D-A converter 17 receives the cumulative value of the set amplitude values of the fundamental wave and its harmonics at each sample point of the musical sound waveform corresponding to the pitch of the pressed key as the calculation interval timing signal. This accumulated value is converted into an analog signal and supplied to the sound system 18, so that each signal with a pitch corresponding to the pressed key and stored in the harmonic coefficient memory 12 is supplied every time Tx occurs. A musical tone having a tone corresponding to a harmonic amplitude coefficient Cn that sets a harmonic amplitude ratio is generated. On the other hand, an amplitude envelope is assigned to a generated musical tone in the following manner.

スイツチ開閉検出器19は、キースイツチ回路1のある
キースイツチが閉じられたことを検出してアタツクモー
ド信号AMを発生し、このアタツクモード信号AMをア
タツク・デイケイサイクルカウンタ20およびメモリセ
レクト装置21に供給する。アタツク・デイケイサイク
ルカウンタ20にはアタツク時間およびデイケイ時間が
発生楽音の周波数の関数として設定されており、音程区
間加算器6のオーバフロー信号0Fを計数してアタツク
時間およびデイケイ時間を設定する。つまり、アタツク
・デイケイサイクルカウンタ20は、アタツク信号AM
が入力されるとアタツクサイクルカウンタが選択されて
音程区間加算器6のオーバフロー信号0F(発生楽音の
周期に対応)を順次カウントし、発生楽音の周波数に対
応して増加するカウント値をメモリセレクト装置21に
供給する。メモリセレクト装置21はアタツクモード信
号AMの供給によつてアタツクスケールフアクタ・メモ
リ22を選択し、アタツク・デイケイサイクルカウンタ
20から出力されるカウント値をこの選択したアタツク
スケールフアクタ・メモリ22にアドレス信号として供
給する。アタツクスケールフアクタ・メモリ22の各ア
ドレスには、所望のアタツク波形に対応した各サンプル
点振幅値が記憶されており、アタツク・デイケイサイク
ルカウンタ20のカウント出力でアドレスすることによ
りアタツク部分のエンベロープ信号EBが読み出される
。そして、アタツクサイクルカウンタ20のカウンタ値
が設定値に達するとそのカウント動作を停止してこの状
態がサステイン状態となる。次に、スイツチ開閉検出器
19が離鍵に伴なうキースイツチの開動作を検出すると
デイケイモード信号DMを発生する。デイケイモード信
号DMが発生されると、デイケイ保持制御回路23は周
波数ナンバメモリ2を制御して先に出力していた周波数
ナンバRを保持して出力し続けさせる。従つて、離鍵後
に於℃・ても楽音の発生が続けられる。また、デイケイ
モード信号DMの発生に伴なつてアタツク・デイケイサ
イクルカウンタ20においてはデイケイサイクルカウン
タが選択され、メモリセレクト装置21はデイケイスケ
ールフアクタ・メモリ24を選択しており、この状態に
於いて音程区間加算器6からオーバフロー信号0Fが発
生されるとデイケイサイクルカウンタ20が順次カウン
トアツプし、そのカウント値によつてデイケイ波形の各
サンプル点振幅値が記憶されているデイケイスケールフ
アクタ・メモリ24を読み出してデイケイエンベロープ
信号EBを発生させる。このようにして発生されたアタ
ツクおよびデイヶイの工ンベロープ信号EBは、係数ス
ケーラ13に於〜゛て高調波係数メモ1川2から読み出
される高調波振幅係数Cnと乗算されて発生楽音にアタ
ツクおよびデイケイの振幅エンベロープが付与される。
なお、デイケイサイクルカウンタ20は、音程区間加算
器6のオーバフロー信号0Fを設定値までカウントする
と、デイケイ保持制御回路23を制御してその保持動作
を解除することによつてデイケイ動作を終了させる。こ
のように構成することによつて、操作鍵音高に対応した
基本波およびその高調波の各成分を発生させ、これら各
成分にそれぞれ振幅係数を乗算して合成することにより
高調波合成方式による楽音が発生される。
A switch opening/closing detector 19 detects that a key switch in the key switch circuit 1 is closed, generates an attack mode signal AM, and supplies this attack mode signal AM to an attack/decay cycle counter 20 and a memory select device 21. The attack/decay cycle counter 20 has an attack time and a decay time set as a function of the frequency of the generated musical tone, and counts the overflow signal 0F of the pitch section adder 6 to set the attack time and decay time. In other words, the attack/decay cycle counter 20 receives the attack signal AM
When is input, the attack cycle counter is selected and sequentially counts the overflow signal 0F (corresponding to the period of the generated musical tone) of the pitch section adder 6, and selects the count value that increases in accordance with the frequency of the generated musical tone in the memory. Supplied to the device 21. The memory select device 21 selects the attack scale factor memory 22 by supplying the attack mode signal AM, and uses the count value output from the attack decay cycle counter 20 in the selected attack scale factor memory 22. as an address signal. Each address of the attack scale factor memory 22 stores each sample point amplitude value corresponding to a desired attack waveform, and by addressing with the count output of the attack decay cycle counter 20, the attack part can be adjusted. Envelope signal EB is read out. When the counter value of the attack cycle counter 20 reaches the set value, the counting operation is stopped and this state becomes a sustain state. Next, when the switch opening/closing detector 19 detects the opening operation of the key switch accompanying the release of the key, it generates a decay mode signal DM. When the decay mode signal DM is generated, the decay holding control circuit 23 controls the frequency number memory 2 to hold and continue outputting the previously outputted frequency number R. Therefore, musical tones continue to be generated even if the temperature is lowered to 0.degree. C. after the key is released. Further, with the generation of the decay mode signal DM, the attack decay cycle counter 20 selects the decay cycle counter, and the memory select device 21 selects the decay scale factor memory 24. When the overflow signal 0F is generated from the interval adder 6 in this state, the decay cycle counter 20 sequentially counts up, and the count value is used to count up the decay cycle counter 20 in which the amplitude value of each sample point of the decay waveform is stored. The scale factor memory 24 is read to generate the decay envelope signal EB. The attack and decay envelope signals EB generated in this way are multiplied by the harmonic amplitude coefficient Cn read out from the harmonic coefficient memo 1 and 2 in the coefficient scaler 13 to apply attack and decay to the generated musical tone. is given an amplitude envelope of
When the decay cycle counter 20 counts the overflow signal 0F of the pitch section adder 6 to a set value, the decay cycle counter 20 controls the decay holding control circuit 23 to release the holding operation, thereby ending the decay operation. With this configuration, each component of the fundamental wave and its harmonics corresponding to the pitch of the operating key is generated, and each of these components is multiplied by an amplitude coefficient and synthesized, thereby achieving a harmonic synthesis method. A musical tone is generated.

なお、このような構成による電子楽器は、特開昭48−
90217号に開示されているため、その各部の具体的
な構成および動作の説明は省略する。B従来技術の欠点 以上の説明から明らかなように、上述した従来の高調波
合成方式の電子楽器は、楽音の発生時から終了時まで押
下鍵の音高に対応した周波数でかつ高調波係数メモリに
記憶した高調波振幅係数Cnによつて設定される音色の
楽音波形に音量エンベロープを付与して楽音を発生して
いる。
Incidentally, an electronic musical instrument with such a configuration was disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 1973-
Since it is disclosed in Japanese Patent No. 90217, a detailed explanation of the configuration and operation of each part will be omitted. B. Disadvantages of the Prior Art As is clear from the above explanation, the conventional electronic musical instrument using the harmonic synthesis method described above has a harmonic coefficient memory that maintains a frequency corresponding to the pitch of the pressed key from the time the musical tone is generated to the end. A musical tone is generated by adding a volume envelope to a musical waveform of a tone set by the harmonic amplitude coefficient Cn stored in the harmonic amplitude coefficient Cn.

従つて、この楽音はエンベロープ制御によつてその振幅
が変化するのみで、その波形形状は楽音の発生時から終
了に至るまで同一のものの繰り返しとなり、この結果、
発生楽音の音色は常に同じで変化しないものとなる。と
ころが、一般に自然楽器の発生音は、発音開始時から終
了に至るまでの間に於〜・て、その音色(波形形状)が
微妙に変化しており、これによつて自然性のある豊かな
音となつている。したがつて、上述した従来の高調波合
成方式の電子楽器では、発生楽音に自然楽器のような豊
かさがなく、極めて単調な演奏音となつてしまう欠点を
有している。
Therefore, the amplitude of this musical tone only changes due to envelope control, and the waveform shape is the same repeatedly from the time the musical tone is generated to the end, and as a result,
The timbre of the generated musical tone is always the same and does not change. However, in general, the sound produced by a natural musical instrument changes slightly in its timbre (waveform shape) from the beginning to the end, and this creates a rich, natural sound. It's becoming a sound. Therefore, the above-mentioned conventional harmonic synthesis electronic musical instruments have the disadvantage that the generated musical sounds do not have the richness of natural musical instruments, resulting in extremely monotonous performance sounds.

C この発明の目的 この発明は上述した従来の高調波合成方式の電子楽器の
欠点に鑑み、簡単な構成により正弦関数メモリから読み
出される基本波およびその高調波の各成分の振幅を制御
する高調波振幅係数Cnをそれぞれ時間的に変化させる
ことによつて、楽音発生時から終了に至るまでの間に於
(・てその発生楽音の音色を変化させて自然性のある豊
かな楽音が得られるようにした電子楽器を提供すること
である。
C. Purpose of the Invention In view of the above-mentioned drawbacks of the conventional harmonic synthesis type electronic musical instrument, the present invention provides a harmonic wave generator which controls the amplitude of each component of the fundamental wave and its harmonic waves read from a sine function memory using a simple configuration. By varying the amplitude coefficients Cn over time, the timbre of the generated musical tone can be changed from the time the musical tone is generated until the end of the musical tone, so that a natural and rich musical tone can be obtained. Our goal is to provide electronic musical instruments that are designed to meet your needs.

以下、図面を用(・てこの発明による電子楽器を詳細に
説明する。D この発明の構成および動作説明 1この発明の構成説明 第2図はこの発明による電子楽器の一実施例を示すプロ
ツク図であつて、第1図と同一部分は同一記号を用(・
てある。
Hereinafter, the electronic musical instrument according to the present invention will be explained in detail using the drawings. The same symbols are used for the same parts as in Figure 1 (・
There is.

同図にお(・て25はスイツチ開閉検出器19のスイツ
チ閉検出信号を入力してその立上りに同期したパルスを
出力するワンシヨツト回路、26は例えば100Hz以
下の低周波クロツク信号LFCを発振する周波数可変形
の低周波発振器、27はワンシヨツト回路25から出力
されるパルスによつてりセツトされ低周波発振器26か
らの低周波クロツク信号LFCをカウントするカウンタ
、28はカウンタ27の最上位ビツト信号を反転するイ
ンバータ、29は低周波発振器26からの低周波クロツ
ク信号LFCとインバータ28の出力信号との一致を求
め、その出力をカウンタ27へカウント信号として供給
するアンドゲート、31は各次数毎にそれぞれ所定の関
数値f(n)を記憶して(・て、メモリアドレス制御装
置11から出力されるアドレス信号nによつて各次数の
関数値f(n)が時分割で順次読み出されるメモリ、3
2はカウンタ27から出力されるアドレス信号tと関数
値f(n)とを乗算することにより、アドレス信号tを
各次数毎に変調してアドレス信号t−f(n)として出
力する乗算器、33は複数種の振幅係数を記憶して(・
て、変調されたアドレス信号t−f(n)によつて各次
数毎に異なる時間変化をする高調波振幅係数Cnt7が
読み出される高調波係数メモリである。ここで、低周波
発振器26、カウンタ27、インバータ28およびアン
ドゲート29によつて、押鍵後の時間経過に従つて変化
するアドレス信号tを発生するアドレス信号発生手段が
構成され、メモリ31および乗算器32によつて、高調
波の各成分の次数に対応して時分割で発生する信号f(
n)によつてアドレス信号tを次数毎に変更制御する制
御手段が構成され、また、高調波係数メモリ33によつ
て複数種の振幅係数を記憶した振幅係数記憶手段が構成
される。
In the figure, 25 is a one-shot circuit that inputs the switch close detection signal of the switch open/close detector 19 and outputs a pulse synchronized with the rising edge of the signal, and 26 is a frequency that oscillates a low frequency clock signal LFC of, for example, 100 Hz or less. A variable low frequency oscillator, 27 is a counter that is set by the pulse output from the one shot circuit 25 and counts the low frequency clock signal LFC from the low frequency oscillator 26, 28 inverts the most significant bit signal of the counter 27. An inverter 29 determines the coincidence between the low frequency clock signal LFC from the low frequency oscillator 26 and the output signal of the inverter 28, and supplies the output to the counter 27 as a count signal; 31 is an AND gate that is determined for each order. a memory in which the function value f(n) of each order is sequentially read out in a time-sharing manner according to the address signal n output from the memory address control device 11;
2 is a multiplier that modulates the address signal t for each order by multiplying the address signal t output from the counter 27 and the function value f(n), and outputs the modulated address signal t as an address signal tf(n); 33 stores multiple types of amplitude coefficients (・
This is a harmonic coefficient memory from which a harmonic amplitude coefficient Cnt7, which changes over time differently for each order, is read out according to the modulated address signal tf(n). Here, the low frequency oscillator 26, the counter 27, the inverter 28, and the AND gate 29 constitute address signal generating means for generating an address signal t that changes as time elapses after the key is pressed. The signal f(
n) constitutes a control means that changes and controls the address signal t for each order, and the harmonic coefficient memory 33 constitutes an amplitude coefficient storage means that stores a plurality of types of amplitude coefficients.

このように構成された電子楽器に於℃・て、鍵盤部であ
る鍵が押鍵されると対応するキースイツチが閉じて、キ
ースイツチ回路1の対応する出力線にゞ1″信号が出力
される。
In the electronic musical instrument configured as described above, when a key on the keyboard section is pressed at 0.degree. C., the corresponding key switch closes and a "1" signal is output to the corresponding output line of the key switch circuit 1.

この場合、キースイツチ回路1は単音優先回路が内蔵さ
れているために、複数の鍵が押下されても優先順位の高
い出力線1本にのみゞ1″信号が出力される。このキー
スイツチ回路1の出力信号は、周波数ナンバメモリ2を
アドレスして押下鍵の音高に対応した周波数ナンバRを
読み出して出力する。この周波数ナンバRは、クロツク
発振器3から出力される一定周期のクロツクパルスTc
をカウンタ4に於いてw分周して作られた計算区間タイ
ミング信号Txによつて開となるゲート5を介して音程
区間加算器6に供給される。
In this case, since the key switch circuit 1 has a built-in single-tone priority circuit, even if multiple keys are pressed, the 1" signal is output only to the one output line with the highest priority. The output signal is outputted by addressing the frequency number memory 2 and reading out the frequency number R corresponding to the pitch of the pressed key.
is supplied to a pitch interval adder 6 via a gate 5 which is opened in response to a calculation interval timing signal Tx created by dividing the frequency by w in a counter 4.

音程区間加算器6は計算区間タイミング信号Txの発生
毎に供給される周波数ナンバRを順次加算し累算値QR
を出力する。この累算値QRは、クロツクパルスTcに
よつて開となるゲート7を介して高調波区間加算器8に
供給され、この高調波区間加算器8は累算値QRを計算
区間タイミング信号Txの1周期内に於いてクロツクパ
ルスTcのタイミングで1,R、2,R、3qR・・・
・・・・・・と順次加算して、各高調波(基本波を含む
)の当該サンプル点における正弦振幅値の位相を指定す
る累算値NqRを発生する。この累算値NqRは、メモ
リ・アドレス・デコーダ9に於いてデコードされた後、
正弦関数メモl川0をアドレスして各高調波の正弦振1
!幅値Sin需NqRを時分割的に読み出す。
The pitch interval adder 6 sequentially adds the frequency numbers R supplied each time the calculation interval timing signal Tx is generated to obtain an accumulated value QR.
Output. This accumulated value QR is supplied to a harmonic section adder 8 via a gate 7 which is opened by the clock pulse Tc, and this harmonic section adder 8 converts the accumulated value QR into one part of the calculation section timing signal Tx. 1, R, 2, R, 3qR... at the timing of clock pulse Tc within the cycle.
. . . are sequentially added to generate an accumulated value NqR that specifies the phase of the sine amplitude value at the sample point of each harmonic (including the fundamental wave). After this accumulated value NqR is decoded in the memory address decoder 9,
Address the sine function memo l river 0 and calculate the sine wave 1 of each harmonic.
! The width value Sin Demand NqR is read out in a time-division manner.

このような動作は、計算区間タイミング信号徴の発生毎
に、押下鍵音高に対応した楽音波形の順次サンプル点に
対して行なわれる。一方、メモリアドレス制御装置11
は、カウンタ4に同期してクロツクパルスTcをカウン
トし、そのカウント値をアドレス信号nとして出力する
ことにより、正弦関数メモリ10から読み出されπる正
弦振幅値Sin−NqRに対応する高調波の次1λ1数
を指定する。
This operation is performed on sequential sample points of the musical sound waveform corresponding to the pressed key pitch every time a calculation interval timing signal signature occurs. On the other hand, memory address control device 11
is the next harmonic corresponding to the sine amplitude value Sin-NqR read from the sine function memory 10 by counting the clock pulse Tc in synchronization with the counter 4 and outputting the count value as the address signal n. Specify 1λ1 number.

また、スイツチ開閉検出器19は押下鍵に伴なうキース
イツチの閉動作を検出する。そして、ワンシヨツト回路
25は、スイツチ開閉検出器19から出力される検出信
号の立上りによつてトリガされて動作し、幅の狭いパル
スを出力してカウンタ27をりセツトする。この結果、
カウンタ27はオールゼロとなつて最上位ビット信号を
反転するインバータ28の出力が″1 ″となり、これ
に伴なつて低周波発振器26からの低周波クロツク信号
LFCがアンドゲート29を介してカウンタ27に供給
されるためカウンタ27は該低周波クロツク信号LFC
を順次カウントする。カウンタ27のカウント値はアド
レス信号tとして出力されるもので、このアドレス信号
tは低周波クロツク信号LFCの周期に対応した遅い周
期でt1、T2、T3・・・・・・・・・と増加する。
そして、メモリアドレス制御装置11からの高調波次数
を指定するアドレス信号nによつてメモリ31から読み
出された関数f(n)とカウンタ27から出力されるア
ドレス信号tとの積が乗算器32によつて演算され、関
数f(n)によつて各次数毎に変調されたアドレス信号
t−f(n)が出力され、このアドレス信号によつて高
調波係数メモリ33をアドレスする。アドレス信号t−
f(n)は時間経過に伴ない極めて複雑に変化するため
、高調波係数メモリ33から読み出される高調波振幅係
数Cnt′は複雑に変化し、発生楽音の音色が時間経過
とともに変化する。このように高調波次数ごとに異なる
時間変化をする各高調波振幅係数Cnt′ を高調波振
幅乗算器14に於いて正弦関数メモリ10から出力さπ
れる各高調波の正弦振幅値Sin:一NqRとそれぞれ
乗算すると、時間経過とともに各高調波の振幅π値Fn
(Cntsin−NqR)がそれぞれ異なつWた態様で
変化することになり、これに伴なつて各サンプル点毎の
各高調波の振幅値Fnを累算する累算器15の累算値は
押鍵時からの時間経過とともに変化する。
Further, the switch opening/closing detector 19 detects the closing operation of the key switch accompanying the depression of the key. The one-shot circuit 25 is triggered by the rising edge of the detection signal output from the switch opening/closing detector 19 and operates, outputting a narrow pulse to reset the counter 27. As a result,
The counter 27 becomes all zeros, and the output of the inverter 28 which inverts the most significant bit signal becomes "1". The counter 27 receives the low frequency clock signal LFC.
are counted sequentially. The count value of the counter 27 is output as an address signal t, and this address signal t increases as t1, T2, T3, etc. at a slow cycle corresponding to the cycle of the low frequency clock signal LFC. do.
Then, the product of the function f(n) read out from the memory 31 by the address signal n specifying the harmonic order from the memory address control device 11 and the address signal t output from the counter 27 is calculated by the multiplier 32. An address signal tf(n) calculated by , and modulated for each order by a function f(n) is output, and the harmonic coefficient memory 33 is addressed by this address signal. address signal t-
Since f(n) changes in an extremely complicated manner with the passage of time, the harmonic amplitude coefficient Cnt' read out from the harmonic coefficient memory 33 changes in a complicated manner, and the timbre of the generated musical tone changes with the passage of time. In this way, each harmonic amplitude coefficient Cnt', which changes over time depending on the harmonic order, is output from the sine function memory 10 in the harmonic amplitude multiplier 14.
When multiplied by the sine amplitude value Sin:-NqR of each harmonic, the amplitude π value Fn of each harmonic increases over time.
(Cntsin-NqR) will change in different ways, and as a result, the accumulated value of the accumulator 15 that accumulates the amplitude value Fn of each harmonic for each sample point will change. It changes with the passage of time from the key time.

したがつて、D−A変換器17の出力を楽音に変換する
サウンドシステム18からは、自然楽器に於ける発音と
同様に時間の経過とともに音色が変化する楽音が発生さ
れて自然性のある豊かな楽音となる。なお、カウンタ2
7は最上位ビツトがS1″になると、インバータ28の
出力が″0″となつてアンドゲート29が閉じられてカ
ウント動作を停止する。従つて、発生楽音の音色変化が
得られる期間は、発音開始時からカウンタ27の最上位
ビツトがゞ12となるまでの間であつて、この音色変化
期間は低周波発振器26の発振周期を可変設定すること
によつて容易に調整されるものである。なお、楽音に対
する振幅エンベロープの付与は、スイツチ開閉検出器1
9の出力で動作するエンベロープ制御器がサウンドシス
テム18に設けられて(・て、このエンベロープ制御器
から出力されるエンベロープ制御信号を楽音信号に乗算
することによつて行なわれているものとする。
Therefore, the sound system 18 that converts the output of the D-A converter 17 into musical tones generates musical tones whose timbre changes over time, similar to the pronunciation of natural musical instruments, producing rich, natural sounds. The result is a musical tone. In addition, counter 2
7, when the most significant bit becomes S1'', the output of the inverter 28 becomes ``0'', the AND gate 29 is closed, and the counting operation is stopped.Therefore, during the period in which the timbre change of the generated musical tone is obtained, the output of the inverter 28 becomes ``0''. This timbre change period, which is the period from the start until the most significant bit of the counter 27 becomes 12, can be easily adjusted by variably setting the oscillation cycle of the low frequency oscillator 26. Note that the amplitude envelope is assigned to the musical tone by the switch opening/closing detector 1.
It is assumed that the sound system 18 is provided with an envelope controller that operates with the output of the envelope controller 9, and that the musical tone signal is multiplied by the envelope control signal output from the envelope controller.

また、カウンタ4、音程区間加算器6、高調波区間加算
器8およびメモリアドレス制御装置11を押鍵開始時に
発生される信号、例えばスイツチ開閉検出装置19から
出力される信号の立上り微分信号によつてりセツトする
ことにより、動作開始時に於ける同期関係が維持される
。このように構成された電子楽器に於℃・ては、比較的
小容量のメモリ31に記憶されている関数f(n)を変
えるのみで容易に音色変更ができ、しかも1つのメモリ
で各次数の共用が可能となり、各次数毎にそれぞれメモ
リを設ける必要がないために構成が簡単になる。
In addition, the counter 4, pitch section adder 6, harmonic section adder 8, and memory address control device 11 are controlled by a signal generated at the start of key depression, for example, a rising differential signal of a signal output from the switch opening/closing detection device 19. By setting the temperature, the synchronization relationship at the start of operation is maintained. In an electronic musical instrument configured in this way, the timbre can be easily changed by simply changing the function f(n) stored in the relatively small memory 31, and each order can be changed with one memory. can be shared, and there is no need to provide a memory for each order, simplifying the configuration.

E この発明による効果 以上説明したように、この発明による電子楽器は、操作
鍵音高に対応した基本波およびその高調波の各成分を発
生させ、押鍵後の時間経過に従つて変化するアドレス信
号を各成分の次数に対応して時分割で発生する信号によ
つて次数毎に変更制御して振幅係数記憶手段から振幅係
数を順次読み出し、この振幅係数によつて各成分の振幅
を重み付けするようにしたものであるために、振幅係数
が複雑に変化し、発生楽音の音色が時間経過とともに微
妙に変化して自然楽器の発音に非常に近い発音状態が得
られ、自然性のある豊かな楽音となる優れた効果を有す
る。
E. Effects of the Invention As explained above, the electronic musical instrument of the invention generates a fundamental wave and its harmonic components corresponding to the pitch of an operating key, and generates an address that changes with the passage of time after the key is pressed. The signal is changed and controlled for each order by a signal generated in a time-division manner corresponding to the order of each component, and the amplitude coefficients are sequentially read out from the amplitude coefficient storage means, and the amplitude of each component is weighted by this amplitude coefficient. As a result, the amplitude coefficient changes in a complex manner, and the timbre of the generated musical sound changes subtly over time, resulting in a sound state that is very close to that of a natural instrument, producing a natural and rich sound. It has an excellent effect of creating a musical tone.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は高調波合成方式による従来の電子楽器の一例を
示すプロツク図、第2図はこの発明による電子楽器の一
実施例を示すプロツク図である。 1・・・・・・キースイッチ回路、2・・・・・・周波
数ナンバメモリ、3・・・・・・クロツク発振器、4,
27・・・・・・カウンタ、5,7,16・・・・・・
ゲート、6・・・・・・音程区間加算器、8・・・・・
・高調波区間加算器、9・・・・・・メモリ・アドレス
・デコーダ、10・・・・・・正弦関数メモリ、11・
・・・・・メモリアドレス制御装置、14・・・・・・
高調波振幅乗算器、15・・・・・・累算器、17・・
・・・・DA変換器、18・・・・・・サウンドシステ
ム、19゜゜゜・・・スイツチ開閉検出器、25・・・
・・・ワンシヨット回路、26・・・・・・低周波発振
器、31・・・・・・メモリ、32・・・・・・乗算器
、33・・・・・・高調波係数メモリ。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional electronic musical instrument using a harmonic synthesis method, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an electronic musical instrument according to the present invention. 1...Key switch circuit, 2...Frequency number memory, 3...Clock oscillator, 4,
27... Counter, 5, 7, 16...
Gate, 6... Pitch section adder, 8...
・Harmonic interval adder, 9...Memory address decoder, 10...Sine function memory, 11.
...Memory address control device, 14...
Harmonic amplitude multiplier, 15... Accumulator, 17...
...DA converter, 18...Sound system, 19゜゜゜...Switch open/close detector, 25...
...Wanshiyot circuit, 26...Low frequency oscillator, 31... Memory, 32... Multiplier, 33... Harmonic coefficient memory.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 楽音を構成する基本波およびその高調波に対応する
各成分を発生させ、この各成分の振幅をそれぞれ対応す
る振幅係数によつて重み付けした後それらを加算するこ
とによつて楽音を形成する高調波合成方式の電子楽器に
おいて、複数種の振幅係数を記憶した振幅係数記憶手段
と、押鍵後の時間経過に従つて変化するアドレス信号を
発生するアドレス信号発生手段と、上記各成分の次数に
対応して時分割で発生する信号によつて上記アドレス信
号を次数毎に変更制御する制御手段とを設け、上記変更
されたアドレス信号によつて上記振幅係数記憶手段から
振幅係数を順次読み出し、この振幅係数によつてそれぞ
れ対応する上記各成分の振幅を重み付けするようにした
ことを特徴とする電子楽器。
1 A harmonic generator that forms a musical tone by generating components corresponding to the fundamental wave and its harmonics that make up a musical tone, weighting the amplitude of each component by its corresponding amplitude coefficient, and then adding them together. A wave synthesis type electronic musical instrument includes an amplitude coefficient storage means that stores a plurality of types of amplitude coefficients, an address signal generation means that generates an address signal that changes as time elapses after a key is pressed, and an order of each of the above components. Correspondingly, control means for changing and controlling the address signal for each order by signals generated in a time-division manner is provided, and the amplitude coefficients are sequentially read out from the amplitude coefficient storage means according to the changed address signals, and An electronic musical instrument characterized in that the amplitudes of the corresponding components are weighted by amplitude coefficients.
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